量子点对活体细胞毒性作用的研究进展

综述了近年来国内外对镉系量子点细胞毒性的研究进展,对于大部分活体细胞镉系量子点普遍存在毒性,总结了细胞毒性产生的原因主要表现在三个方面:量子点表面物化特性、量子点尺寸和细胞微环境,由于细胞毒性的影响因素较多而较难控制,研发低毒甚至无毒的量子点材料成为业内研究者的共识。对近年来开发的新型SiC量子点生物毒性的研究进展进行了介绍,认为其生物相容性优良的主要原因在于:表面物化特性可控、细胞微环境对以共价键结合的量子点影响较小以及细胞内分布均匀等,同时对目前碳化硅量子点细胞毒性研究存在的问题也进行了分析探讨。

碳化硅量子点研究现状及其生物学应用

碳化硅量子点生物相容性、光学性能优良且稳定性强,不易淬灭,禁带宽度较宽更容易蓝移到可见光区,是一种潜在的活体细胞多目标荧光标记及长时程示踪材料,其制备方法及其生物学应用已成为当前国内外研究的热点。分析了碳化硅量子点的光学特性及其国内外研究进展,对碳化硅量子点不同制备方法及其特点进行了简要分析讨论。腐蚀法制备碳化硅量子点具有方法简单,成本低,量子点微观结构及尺寸可有效调控等特点而备受瞩目。同时可以在表面一步法形成亲有机物基团且物化特性相对简单,可对活体细胞形成稳定荧光标记并可实现长时程示踪。同时,由于碳化硅量子点在实现生物学多目标标记及长时程示踪方面存在较多基础性问题尚未得到彻底解决,对其发展趋势进行了分析讨论。

超重力熔铸W/Cu复合材料温度及应力场的仿真

利用CuO/Al体系超重力熔铸钨铜复合材料,采用ANSYS有限元软件,提出一种先微单元、再整体而后微单元的模拟方法,对其成型过程中的温度、应力场进行仿真模拟并进行显微组织观察分析,结果表明:超重力场熔铸可形成非平衡结晶条件,高温低黏度铜溶液超重力场作用下快速填充钨颗粒压块孔隙,形成极高冷却速度(>100000℃/s),产生较大的应力,压块内的钨颗粒表面升温速度较快,其瞬时等效应力值可达5 GPa,使得颗粒表面爆裂而钝化,烧结能力及质量得到提高,随着温度降低,钨铜两相应力值逐渐降低,温度测量及显微组织研究结果验证了仿真模拟结果的可靠性。

碳化硅量子点荧光特性及其致病镰刀菌活体细胞标记机制

研究了腐蚀法制备的碳化硅量子点荧光特性及其致病镰刀菌活体细胞标记强度与机制。结果表明当激发光为340nm时SiC量子点光致发光强度最大,随着激发光波长增加,发射光波长出现红移现象,且具有较高的斯托克斯(Stokes)位移,由于荧光发射可以全色调谐,从而实现了致病镰刀菌的近紫外检测,可用来对自发荧光细胞的有效检测与定量分析。进一步对致病镰刀菌活体细胞SiC量子点荧光标记机制的研究结果表明,量子点通过网格蛋白依赖的内吞方式进入活体细胞内部,并均匀分布,从而实现了对致病镰刀菌的稳定荧光标记。另外基于实验结果与理论分析,提出了致病镰刀菌SiC量子点荧光标记模型。

Fe-Mn晶胞价电子结构及其对碳锰结构钢相变过程的影响

通过对碳锰结构钢奥氏体中各类晶胞出现概率的计算表明在分析钢相变过程中不应忽视Fe-Mn晶胞所起的作用。并利用EET理论计算出该晶胞的价电子结构,结果表明由最强键和次强键可以形成一种八面体结构。该结构对相变及其他性能都具有重要的影响作用。同时还提出了碳锰结构钢奥氏体中C-Mn偏聚区原子分布及晶胞结合模型。

SiC量子点荧光材料光谱特性影响因素的研究

通过腐蚀法制备SiC量子点荧光标记材料,以硝酸和氢氟酸为腐蚀剂,通过超声空化破碎分散及超重力场层析剪裁,得到SiC量子点水相溶液,研究了制备工艺参数对光学特性的影响,结果表明,降酸清洗次数、超声时长对量子点光致发光峰值(荧光强度)的影响最为显著,而腐蚀剂成分及配比、超重力系数在一定程度上影响了其光致发光强度及发射光波长,同时腐蚀剂成分中氢氟酸含量的增加使得光致发光峰值位置发生红移,而超声时长及超重力系数的增加使得SiC量子点光致发光峰值位置发生蓝移。并对SiC颗粒腐蚀过程相关机制也进行了探讨。

腐蚀法制备碳化硅量子点标记材料及其光学性能

以硝酸和氢氟酸为腐蚀液对自蔓延燃烧合成的纳米均质碳化硅颗粒进行腐蚀，而后进行超声空化破碎分散及高速离心处理，获得无细胞毒性的碳化硅量子点标记材料，对其微观结构的演变过程及光学性能进行检测，对出芽短梗霉菌（Aureobasidium pulluans）活体细胞进行标记并长时程荧光成像。结果表明，自蔓延合成的SiC粉体颗粒极易腐蚀成网格状镂空结构，超声空化破碎及高速离心层析剪裁后获得尺寸高度单分散的碳化硅量子点（约为1～2.5nm），小于体材料的激子Bohr直径（5.4nm），会产生强烈的光致发光效应。活体细胞标记及荧光成像结果表明，腐蚀法制备出的碳化硅最子点具有较高的生物相容性，同时对其标记及长时程荧光成像原理进行了初步探讨。

碳化硅量子点表面物化特性调控及其光学特性

采用化学偶联法,通过调整腐蚀剂组分及其相对含量,一步法实现了碳化硅量子点(SiC-QDs)表面物化特性的有效调控。研究表明:经硝酸(HNO_3)和氢氟酸(HF)混合腐蚀剂腐蚀纳米β-SiC粉末,通过超声空化破碎分散及高速离心处理,可获得SiC-QDs水相溶液,并一步法实现了表面修饰,在其表面形成了—COO、—OH等亲有机物功能基团。采用浓硫酸(H_2SO_4)为偶联剂,制备出表面具有巯基(—SH)的SiC-QDs水相溶液。腐蚀剂组分的相对含量对于SiC-QDs的光致发光强度与表面巯基的形成影响较大。在波长为340 nm的激发光激发下,SiC-QDs具有最大的发光强度,随着腐蚀剂中H_2SO_4含量的增加,其光致发光强度呈现降低趋势。当腐蚀剂的体积比为V(HF):V(HNO_3):V(H_2SO_4)=6:1:1时,制备的水相SiC-QDs表面既能稳定耦合—SH,又可以获得较高的光致发光强度。另外,对表面物化特性调控及其形成机制进行了分析研究。

摩擦对高压扭转IF钢试样不均匀变形特征的影响

采用有限元软件DEFORM-3D,对无间隙原子钢试样的高压扭转过程进行了模拟仿真,研究了摩擦对高压扭转试样塑性变形特征的影响。模拟结果表明：试样与模具间的摩擦因数对高压扭转试样塑性变形过程的影响较大,直接影响试样的塑性变形程度;试样飞边会随着摩擦的增加而变短;在压缩阶段,摩擦将阻碍试样的塑性变形,导致显著的不均匀塑性变形特征;在扭转阶段,摩擦促进试样的塑性变形,摩擦因数越大,试样的不均匀塑性变形越大。同时,高压扭转过程中试样边缘出现大塑性变形和飞边,随着摩擦系数的增加,大塑性变形区域逐渐向试样心部靠拢,试样飞边长度逐渐变短,高压扭转试样硬度分布的测试结果与模拟结果一致。